中醫藥院校臨床微生物學檢驗實驗教學改革探索

楊 芳 陳 曉 吳 媚 胡佳杰

（湖北中醫藥大學檢驗學院，湖北 武漢 430065）

0 引言

臨床微生物學檢驗是檢驗醫學專業重要專業主干課程之一，綜合了臨床醫學、病原生物學和免疫學、臨床抗菌藥物學和醫院感染流行病學等多方面的知識和技能。其目的是研究感染性疾病的病原體特征，對感染性疾病進行快速、準確的實驗檢查，指導臨床合理使用抗菌藥物，預防耐藥性產生，對醫院感染進行監控進而防止醫院感染事故的發生。臨床微生物學檢驗是各醫院檢驗科手工操作最多的部門，而微生物學檢驗實驗教學是臨床微生物學檢驗課程的重要組成部分，其目的在于培養學生在臨床檢驗工作中獨立思考、獨立實驗和分析結果的能力。傳統臨床微生物學檢驗實驗教學已經無法滿足醫學檢驗技術的不斷更新，不利于培養綜合性檢驗人才。為了使學生具備扎實的臨床微生物學檢驗實驗操作技能，適應未來在醫院檢驗科的工作，近幾年來，我院開展針對醫學檢驗專業學生的臨床微生物學檢驗實驗教學有一些新方法的嘗試，同時也取得了不錯的教學效果。本文提出教師可以整合已嘗試的新實驗教學方法，兼并信息化技術手段開展多元化實驗教學模式，為進一步改進臨床微生物學檢驗實驗教學提供重要參考。

1 傳統實驗教學中存在的問題

傳統的實驗教學內容和方法均無法滿足臨床病原微生物種類的不斷增加和臨床癥狀的不斷變化，其主要集中在以下兩方面：其一，教學模式單一，傳統臨床微生物學實驗教學內容基本圍繞基礎驗證性實驗開展。以教師講授實驗目的、實驗原理和實驗方法為主，輔助進行實驗操作演示，然后學生根據教師所講方法和演示步驟并參照實驗教材的實驗步驟進行實驗操作，記錄實驗結果，分析實驗現象，并完成實驗報告。因為上課人數眾多，部分學生因為位置或視線角度等因素，往往無法看清教師在演示實驗過程中的每個步驟和細節，進而影響學生自主實驗的過程。這種教學模式導致學生不經過思考而被動進行實驗，照葫蘆畫瓢，對實驗課程興趣和積極性并不高，甚至出現部分學生直接參考實驗教材的結果完成實驗報告。長此以往會造成學生動手能力低下， 被動接受實驗安排，缺乏思考和分析問題的能力，不利于今后臨床檢驗實踐。其二，臨床微生物種類繁多，實驗課時和經費預算有限，無法保證在實驗教學中完成所有臨床微生物學實驗。再者，出于實驗室生物安全的考慮，很多高致病性病原菌的實驗受實驗室條件的限制無法開展。但是臨床檢驗中又會出現這些無法在教學實驗中開展實驗的病原菌或病毒，因此導致傳統的實驗教學內容與臨床工作脫節。

2 實驗教學方法的改革

2.1 PBL 教學法的應用

以問題為基礎的PBL （Problem-based learning 簡稱PBL）學習教學法，由美國醫學教育改革先驅者霍華德·巴羅斯于1969年在加拿大麥克馬斯特大學創立。它以臨床問題作為激發學生學習動力和引導學生掌握學習內容， 在醫學實驗教學中的應用很廣泛，現在已經逐漸應用于醫學微生物學、臨床寄生蟲學與檢驗、臨床微生物學與檢驗等實驗教學中。從2016年起湖北中醫藥大學檢驗學院在臨床微生物學檢驗實驗教學中開展PBL 教學， 也取得了較好的教學效果。在細菌的生物化學鑒定實驗中，教師提前給學生布置一些與本實驗相關的問題， 讓學生按照四人組隊，課前自行查閱資料并準備PPT，然后在實驗課上每組同學分別給全班同學講解某種細菌某種生化反應的原理、現象和結果，其他同學根據該組學生講述內容結合已學理論知識，提出問題并探討，教師總結后，學生再開展相應實驗。細菌的生物化學鑒定在檢驗科臨床微生物學中運用非常普遍， 是臨床病原菌鑒定的基本步驟和方法之一， 具有操作簡單可快速得到結果的特點， 因此醫學檢驗專業學生需要熟練掌握本部分理論知識點和實驗技能。PBL 教學法既利于學生理解細菌的生物化學反應原理及其他理論知識， 也能促使學生運用所學理論知識根據實驗結果解釋實驗現象，得出客觀的實驗結論。

2.2 調整實驗教學內容，增加綜合性實驗

基礎驗證性實驗目的在于使學生了解和掌握微生物實驗的基本操作步驟和實驗原理，主要包括顯微鏡的使用、革蘭氏染色法、培養基的制備和細菌接種技術、消毒與滅菌、細菌的生化反應等實驗內容。綜合性實驗是指在學生具有一定理論基礎知識和基本操作技能的基礎上，對學生實驗能力和實驗方法進行綜合訓練的實驗。只有熟練掌握“無菌接種技術”和“革蘭氏染色方法”等基本實驗操作，學生才能參與綜合性實驗。

受實驗學時（32 學時）和實驗經費等因素限制，我院僅開設了血液標本中病原性球菌分離鑒定和藥敏實驗、糞便標本中腸桿菌科分離和鑒定實驗、痰液或尿液標本中綠膿桿菌的分離鑒定和藥敏實驗等綜合性實驗。學生根據已知理論知識查閱資料分析 “病例”，設計合理的實驗方案，由教師確立實驗步驟后再進行實驗， 學生獨立完成病原微生物的分離培養、純化培養、生物化學鑒定、藥敏實驗、免疫檢測等實驗內容。實驗結束后學生反饋實驗效果良好，用模擬臨床標本作為實驗對象，能讓學生由被動操作轉變為主動思考，學生清楚地明白臨床病人發生感染后，針對病原微生物檢測的完整步驟和方法該如何選擇，也沒有出現重復性實驗，不會讓學生產生厭學的情緒，始終保持“第一次實驗的新鮮感”，學習熱情高漲。開展綜合性實驗能促進學生綜合運用臨床微生物學檢驗理論知識，提升實驗操作技能，增強學生動手能力、溝通表達能力和團隊合作意識， 是提升學生全面考慮問題、解決問題的有效方法，同時讓學生具有親身進入臨床的真實體驗感。

2.3 增設虛擬仿真實驗

虛擬仿真技術是利用計算機技術構建高度仿真的虛擬實驗環境，通過人機交互和網絡通信等技術模擬實驗操作流程和場景，以實現虛擬教學實驗目的的一種新型教學方法。虛擬仿真實驗過程完整、圖像清晰，其中設置有很多實驗問題，學生只有正確回答問題后才能進行后續實驗，學生可以無數次觀看實驗過程和重復實驗操作，當操作錯誤時會有提示，可及時修改，避免了傳統實驗教學中因操作錯誤而無法更改實驗步驟和出現錯誤實驗結果的問題。虛擬仿真實驗教學具有以下優勢：第一，能更加生動、形象、直觀地將實驗技能傳授給學生，提高實驗效率；第二，加深學生對理論知識的理解，豐富實驗教學內容，優化教學資源；第三，節約成本，擴充實驗教學時間和空間，激發學生學習興趣；第四，保障學生實驗安全性。近年來， 虛擬仿真技術已經廣泛應用于高校實驗教學中，比如在醫學微生物學實驗教學中運用廣泛。由于臨床微生物學檢驗實驗中涉及大量第三類甚至是第二類病原微生物，基于實驗室生物安全的考慮，很多病原微生物尤其是病毒實驗無法開設， 現在可以新增虛擬仿真實驗來補充因實驗室條件有限等因素而無法開展的實驗內容，通過“以虛補實”方式來加強學生生物安全意識，提升學生學習積極性，提高教學質量。

虛擬仿真技術涉及大量的動畫和影像資料的制作與專業處理，需要較高的前期制作成本，由于我校用于實驗教學的經費有限，目前我院無法自己獨立制作設計虛擬仿真實驗。但是，教育部從2018年開始在國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺（http://www.ilab-x.com/）上發布了國家虛擬仿真實驗教學項目，到2020年年底已認定為“國家虛擬仿真實驗教學一流課程”的項目有700 余門，覆蓋了41 個專業類，168 個專業。其中醫學技術類31 個，基礎醫學類124 個項目。我院教師可以運用現有平臺選擇增設部分虛擬實驗項目，可開設如下實驗：腦脊液中常見病原微生物的分離鑒定虛擬實驗（安徽醫科大學）；乙型肝炎病毒感染的分子診斷（山東大學）；腸道致病菌分離與鑒定虛擬實驗（安徽醫科大學）；BSL-2 實驗室中流感病毒分離鑒定虛擬仿真實驗（北京大學）。學生通過利用課外時間和網絡學習并模擬操作上述實驗技術，通過反復練習操作，既能鞏固所學理論知識，同時又能在保證學生安全情況下讓學生盡早熟悉和體驗臨床實踐過程，培養臨床思維。

3 結語

實驗教學是臨床微生物學檢驗課程的重要組成部分，有利于鞏固學生對理論知識的理解，微生物實驗操作技能在臨床檢驗工作中有著不可替代的地位。為了培養優秀的檢驗人才，教師在實驗教學工作中應考慮選擇合適的教學方法，而多措并舉是提升教學質量的重要手段之一。PBL 教學法能激發學生學習的主動性，培養學生分析和解決問題的能力。開設綜合性實驗能鍛煉學生全局看待和解決問題的思維能力，并提高學生的實驗操作技能，增強學生溝通能力和團隊合作意識。虛擬仿真實驗教學通過信息化技術手段將因實驗室條件不允許開展的實驗變成可能，是對傳統教學內容和方法的有效補充，開設虛擬仿真實驗不僅能優化教學資源，同時也讓學生開闊視野，激發學習的主動性，更加身臨其境地體驗臨床實踐工作，是一種值得推廣應用的教學手段。希望我院嘗試多種方法融合運用于臨床微生物學檢驗實驗教學，利于臨床微生物學檢驗教學質量的提高，為各醫院培養綜合性檢驗人才做準備。